公叔座死了以后，公孙鞅听说秦孝公下令在国中访求贤能的人才，准备发展秦穆公的大业，向东收复被魏国侵占的土地，于是公孙鞅就离开魏国到西边的秦国去，通过秦孝公的宠臣景监求见孝公。秦孝公接见了公孙鞅，公孙鞅在秦孝公面前讲了许多话，孝公常常打瞌睡，不爱听。接见完了以后，孝公斥责景监说：“你介绍的客人是光说大话而不近实际的人，怎么能够使用呢？”景监用孝公的话去责备公孙鞅。公孙鞅说：“我以五帝治国的办法来游说秦孝公，看来孝公不能领悟。”五天以后，公孙鞅又要求拜见秦孝公，他又一次见到孝公，谈话的效果比上次稍好一点，但是秦孝公还是不合意。完了以后秦孝公又斥责景监，景监又去责备公孙鞅。公孙鞅说：“我以三王治国之道来游说孝公，但孝公还是没听进去，请你再一次引见我吧。”公孙鞅又见到了秦孝公，交谈以后秦孝公对他挺客气，但还没任用他。秦孝公对景监说：“你的客人挺不错，可以跟他谈谈了。”公孙鞅对景监说：“我游说秦孝公以五霸的治国之道管理国家，看来他想任用我，如果能够再接见我一次，我知道该怎样说了。”公孙鞅又一次见到秦孝公。孝公和公孙鞅对坐交谈，不知不觉地向前挪动着两个膝盖，凑近公孙鞅听他讲话。两个人谈了几天都不觉厌倦。景监问公孙鞅说：“你拿什么打动了我们国君？我们国君高兴得不得了啊。”公孙鞅说：“我用五帝三王的治国之道游说你的国君，使秦国的德政能与夏、商、周三代相比，你的国君说：‘用这些治国之道太费时间了，我等不了。况且贤明的国君，都当他们在死之前就创立业绩扬名天下，哪能闷闷不乐地等上八九十年而学做五帝三王呢？’所以我用春秋五霸强国的方法游说君王，君王就非常高兴了，但这样做君王的道德功业就难与殷周相媲美了。”
二、推行新法治
秦孝公任用公孙鞅后，想改变秦国原来的法度，但是恐怕天下人议论自己，公孙鞅说：“行动缺乏自信就不能成名，办事不果断就不能成功。一个人的操行如果出类拔萃，往往不被世俗舆论所承认；一个人如果特别独到，必然要受到平民百姓的诋毁。愚昧的人在别人把事情都办成了，还迷惑不解；智慧的人当事情尚未发生，就已经预料到了。对于平民百姓，不能和他们一起谋划如何办事，而只能和他们一起享受成果。讲究最高道德的人不落俗套，成就大功业的人不必请教众人的计策。所以圣人认为只要是能够强国的谋略，就不必去效法那些旧的典章制度；只要是能够利民的办法，就不必去遵循那些旧的礼教。”秦孝公说：“好。”甘龙说：“不对。圣人不改变人民旧有的风俗习惯而教化人民，智者不变动国家原有的典章法规而治理国家。按照人们旧有的习俗而教化，不费工夫而能得到成功；沿袭国家原有的法规而治理国家，不仅官吏熟悉旧法，人民也得到安宁。”公孙鞅说：“甘龙所说的话，是世俗的言论一无所作为的人常常拘守旧的习俗，书呆子们总是迷信书本的条文，按照甘龙所说的两种方法循规蹈矩，谨守职位倒是可以，但是不配谈论旧法之外的事情。夏、商、周三代礼制概不相同，却都成就了事业；春秋五霸相继称强，所持的谋略也不完全相同。聪明人制定了法令，愚蠢的人就知道受制遵行；贤明的人善于根据实际变革礼规，没本事的人只能受旧的法规牵制约束。”杜挚说：“好处不到百倍，不变旧法；功效不到十倍，不改换旧的器物。效仿古先，可以无过失；遵循旧的和法，可以无邪恶。”公孙鞅说：“治理天下不能仅仅依靠一种理论，要对国家有利就不能仿效古人。因此，商鞅和武王不遵循古法而成王业，夏桀和殷纣不变旧礼而被灭亡。违反古法的人不能受诽谤，而遵循旧礼的人也不值得赞扬。”秦孝公说：“好。”于是封公孙鞅为左庶长。终于确定了变法的条令。
新法把居民五家编为一“伍”，十家编为一“什”；让他们互相监督，一家犯罪，其他各家如不告发就一同受罚，不告发罪犯的人要受腰斩，告发罪犯的人和砍下敌人首级的人得到同样的封赏，包藏罪犯的人要和投降敌人的人得到同样的惩罚，民户中有丁男两人以上而不分开立户的，一户要交两份赋税。立下军功的人，根据功绩的大小按规定加官进爵；因为私事殴斗的人，根据情节轻重要给予刑罚。尽力于农业，在耕织中生产出较多谷粟布帛的人，可以免除他自身的劳役负担。从事经商和由于懒惰而变穷的人，一律把他们降为奴隶。国君的宗族凡是没有军功可以论叙的人，不准他们载入族谱。严格区分尊车上下的等级界限，以等级高低占有不同的田宅，奴婢们的衣服样式也随主人的地位差别而定。有功劳的人显贵荣华，无功劳的人尽管富足，也没有地方表现他的荣耀。新法已经准备就绪，但尚未公布，担心人民不相信政府的新令是否算数，于是商鞅对秦孝公说：“一个国家要富强，必须注意农业，奖励将士；要打算把国家治好，必须有赏有罚。有赏有罚，朝廷有了威信，一切改革也就容易进行了。”
秦孝公完全同意商鞅的主张。商鞅起草了一个改革的法令，但怕老百姓不信任他，不按照新法令去做。就先叫人在都城的南门竖了一根三丈高的木头，下命令说：“谁能把这根木头扛到北门去的，就赏十两金子。”不一会儿，南门口围了一大堆人，大家议论纷纷。有的说：“这根木头谁都拿得动，哪儿用得着十两赏金？”有的说：“这大概是左庶长成心开玩笑吧。”
大伙儿你瞧我，我瞧你，就是没有一个敢上去扛木头的。商鞅知道老百姓还不相信他下的命令，就把赏金提到五十两。没有想到赏金越高，看热闹的人越觉得不近情理，仍旧没人敢去扛。正在大伙儿议论纷纷的时候，人群中有一个人跑出来，说：“我来试试。”他说着，真的把木头扛起来就走，一直搬到北门。商鞅立刻派人传出话来，赏给扛木头的人五十两黄澄澄的金子，一分也没少。这件事立即传了开去，一下子轰动了秦国。老百姓说：“公孙大人的命令不含糊。”
商鞅知道，他的命令已经起了作用，就把他起草的新法令公布了出去。新法令赏罚分明，规定官职的大小和爵位的高低以打仗立功为标准。贵族没有军功的就没有爵位；多生产粮食和布帛的，免除官差；凡是为了做买卖和因为懒惰而贫穷的，连同妻子儿女都罚做官府的奴婢。
秦国自从商鞅变法以后，农业生产增加了，军事力量也强大了。不久，秦国进攻魏国的西部，从河西打到河东，把魏国的都城安邑也打了下来。
公元前350年，商鞅又实行了第二次改革，改革的主要内容是：
一、废井田，开阡陌（阡陌就是田间的大路）。秦国把这些宽阔的阡陌铲平，也种上庄稼，还把以前作为划分疆界用的土堆、荒地、树林、沟地等，也开垦起来。谁开垦荒地，就归谁所有。土地可以买卖。
二、建立县的组织，把市镇和乡村合并起来，组织成县，由国家派官吏直接管理。这样，中央政权的权力更集中了。
三、迁都咸阳。为了便于向东发展，把国都从原来的雍城（今陕西凤翔县）迁移到渭河北面的咸阳（今陕西咸阳市东北）。
这样大规模的改革，当然要引起激烈的斗争。许多贵族、大臣都反对新法。有一次，秦国的太子犯了法。商鞅对秦孝公说：“国家的法令必须上下一律遵守。要是上头的人不能遵守，下面的人就不信任朝廷了。太子犯法，他的师傅应当受罚。”
新法在民间行使了一周年，秦国百姓来到国都申诉新法不便的人数以千计。太子也触犯了新法。公孙鞅说：“新法不能普遍推行，在于上边的人不遵守这些法规。”准备依法处置太子。太子是秦君的继承人，不能施以刑罚；就处罚教育辅导太子的太傅公子虔，在太子的太师公孙贾脸上刺字。处理完的第二天，秦国的人民都接受了新法。新法推行了十年，秦国的百姓很喜悦，没有人拾路道上别人遗落的东西，山野中也没有盗贼出现，家家衣食够用，人人生活富足。人民勇于为国家作战，不敢为私事殴斗，乡村城镇都治理得很好，秦国百姓当初说新法不利的有的又来说新法的好话，公孙鞅说：“这些人都是扰乱国家秩序的刁民。”于是把他们都迁居到边境上，从此以后百姓不敢再随便议论新法了。
商鞅变法为秦统一六国打下了坚实的基础，秦始皇实行的许多重大政策正是从“商君法”发展而来。商鞅变法是战国时期最典型、最深刻、最彻底的一次政治改革，推动了社会生产力的发展，反映了历史发展的客观要求。
三、领兵破魏
公孙鞅又被秦孝公任命为大良造，率兵包围魏国的安邑，安邑的魏军投降了秦国。过了三年，秦国大兴土木，在咸阳建造了高大的城阙宫殿，从雍城迁都到咸阳。同时下令禁止父子兄弟同住一间屋子，又归并乡、邑、聚这些小的行政区域为县，各县设置县令、县丞，全国分三十一县，拆除原来的田埂地界（废除旧的田制，让人民重新认领土地），从而使国家的赋税变得合理平等，统一斗、桶、权、衡、丈、尺等度量衡制度，这些法令推行了四年，公子虔又违犯了法令，被处以割掉鼻子的刑罚，过了五年，秦国日益富强，周天子派人给秦孝公送来祭肉，表示对他的格外尊重，诸侯都到秦国来向孝公称贺。
此后第二年，齐国在马陵大败魏兵，俘虏了魏太子申，杀死了魏国的将军庞涓。又过了一年，公孙鞅劝秦孝公说：“秦、魏两国相存，就像一个人腹心有病一样，不是魏国吞并秦国，就是秦国吞并魏国，为什么这样呢？魏国在山势险要的中条山以西，立都安邑，与秦国隔河为界，独占整个中条山以东的地利，条件有利，可以西向侵秦；形势不利，可以向东发展收取地盘，如今由于您的圣贤，国家赖以强盛，去年魏国被齐国打得大败，诸侯都背叛了它，我们可以乘此时机进攻魏国。魏抵挡不住秦军，必然要向东迁徙躲避。魏国东迁以后，秦国就可以占据黄河与中条山的险要地势，东向以控制诸侯，这样就能成就帝王大业了。”秦孝公觉得有理，就派公孙鞅为将率兵攻打魏国。魏国派公子任为将带兵阻击，两军对战，公孙鞅给魏将公子任写信说：“我原来和公交好，今天各自为两国的将军，我不忍心咱俩互相攻打，我可以和公子见面，两国会盟，欢宴之后彼此撤兵，使秦、魏两国都得到安宁。”魏国公子任认为不错，就过来会盟，然后饮酒欢宴，而公孙鞅却在酒席上埋伏甲士，袭击俘虏了魏国公子任，秦军趁机进攻公子任的部队，将魏军全部击溃，然后带着俘虏返回秦国，魏国兵将屡次被齐国、秦国击破，国用耗空，国势一天天削弱，魏惠王心中恐惧，于是派使者将黄河以西的土地划归秦国，以此求和。而魏惠王便离开安邑，将国都迁到大梁，魏惠王说：“我后悔当时没有听公叔座的话。”公孙鞅率兵破魏归来，秦孝公把於商等十五邑封给他，称公孙鞅为商君。